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  • 管道通信实验
    2021-05-18 03:14:37

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    linux有名管道通信实验

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    本文关键字: 有名管道,linux有名管道 1.实验目的 通过编写有名管道多路通信实验,进一步掌握管道的创建、读写等操作,同时复习使用select()函数实现管道的通信。 2.实验内容 这里采用管道函数创建有名管道(并不是在控制台下输入命令),而且使用select()函数替代poll()函数实现多路复用(使用select()函数是出于以演示为目的)。 3.实验步骤 (1)画出流程图。该实验流程图如图1所示。图1 实验流程图 (2)编写代码。该实验源代码如下: /* pipe_select.c */ #include #include #include #include #include #include #include #define FIFO1 "in1" #define FIFO2 "in2" #define MAX_BUFFER_SIZE 1024 /* 缓冲区大小 */ #define IN_FILES 3 /* 多路复用输入文件数目 */ #define TIME_DELAY 60 /* 超时值秒数 */ #define MAX(a, b) ((a > b)?(a):(b)) int main(void) { int fds[IN_FILES]; char buf[MAX_BUFFER_SIZE]; int i, res, real_read, maxfd; struct timeval tv; fd_set inset,tmp_inset; fds[0] = 0; /* 创建两个有名管道 */ if (access(FIFO1, F_OK) == -1) { if ((mkfifo(FIFO1, 0666) < 0) && (errno != EEXIST)) { printf("Cannot create fifo file\n"); exit(1); } } if (access(FIFO2, F_OK) == -1) { if ((mkfifo(FIFO2, 0666) < 0) && (errno != EEXIST)) { printf("Cannot create fifo file\n"); exit(1); } } /* 以只读非阻塞方式打开两个管道文件 */ if((fds[1] = open (FIFO1, O_RDONLY|O_NONBLOCK)) < 0) { printf("Open in1 error\n"); return 1; } if((fds[2] = open (FIFO2, O_RDONLY|O_NONBLOCK)) < 0) { printf("Open in2 error\n"); return 1; } /* 取出两个文件描述符中的较大者 */ maxfd = MAX(MAX(fds[0], fds[1]), fds[2]); /* 初始化读集inset,并在读文件描述符集中加入相应的描述集 */ FD_ZERO(&inset); for (i = 0; i < IN_FILES; i++) { FD_SET(fds[i], &inset); } FD_SET(0, &inset); tv.tv_sec = TIME_DELAY; tv.tv_usec = 0; /* 循环测试该文件描述符是否准备就绪,并调用select()函数对相关文件描述符做相应操作* / while(FD_ISSET(fds[0],&inset) || FD_ISSET(fds[1],&inset) || FD_ISSET(fds[2], &inset)) { /* 文件描述符集的备份,以免每次都进行初始化 */ tmp_inset = inset; res = select(maxfd + 1, &tmp_inset, NULL, NULL, &tv); switch(res) { case -1: { printf("Select error\n"); return 1; } break; case 0: /* Timeout */ { printf("Time out\n"); return 1; } break; default: { for (i = 0; i < IN_FILES; i++) { if (FD_ISSET(fds[i], &tmp_inset)) { memset(buf, 0, MAX_BUFFER_SIZE); real_read = read(fds[i], buf, MAX_BUFFER_SIZE); if (real_read < 0) { if (errno != EAGAIN) { return 1; } } else if (!real_read) { close(fds[i]); FD_CLR(fds[i], &inset); } else { if (i == 0) { /* 主程序终端控制 */ if ((buf[0] == 'q') || (buf[0] == 'Q')) { return 1; } } else { /* 显示管道输入字符串 */ buf[real_read] = '\0'; printf("%s", buf); } } } /* end of if */ } /* end of for */ } break; } /* end of switch */ } /* end of while */ return 0; } (3)编译并运行该程序。 (4)另外打开两个虚拟终端,分别输入“cat > in1”和“cat > in2”,接着在该管道中输入相关内容,并观察实验结果。 4.实验结果 实验运行结果如下: $ ./pipe_select (必须先运行主程序) SELECT CALL select call TEST PROGRAMME test programme END end q /* 在终端上输入“q”或“Q”立刻结束程序运行 */ $ cat > in1 SELECT CALL TEST PROGRAMME END $ cat > in2 select call test programme end 本文选自华清远见嵌入式培训教材《从实践中学嵌入式Linux应用程序开发》

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    标签:操作系统(344)Linux(1563)

    8.7.1 管道通信实验

    1.实验目的

    通过编写有名管道多路通信实验,读者可进一步掌握管道的创建、读写等操作,同时,也复习使用select()函数实现管道的通信。

    2.实验内容

    读者还记得在6.3.3小节中,通过mknod命令创建两个管道的实例吗?本实例只是在它的基础上添加有名管道的创建,而不用再输入mknod命令。

    3.实验步骤

    (1)画出流程图。

    该实验流程图如图8.9所示。

    69e81c3741cd20b49989f06d44c6015c.png

    图8.9 8.6.1实验流程图

    (2)编写代码。

    该实验源代码如下所示。

    /* pipe_select.c*/

    #include 《fcntl.h》

    #include 《stdio.h》

    #include 《unistd.h》

    #include 《stdlib.h》

    #include 《string.h》

    #include 《TIme.h》

    #include 《errno.h》

    #define FIFO1 “in1”

    #define FIFO2 “in2”

    #define MAX_BUFFER_SIZE 1024 /* 缓冲区大小*/

    #define IN_FILES 3 /* 多路复用输入文件数目*/

    #define TIME_DELAY 60 /* 超时值秒数 */

    #define MAX(a, b) ((a 》 b)?(a):(b))

    int main(void)

    {

    int fds[IN_FILES];

    char buf[MAX_BUFFER_SIZE];

    int i, res, real_read, maxfd;

    struct TImeval tv;

    fd_set inset,tmp_inset;

    fds[0] = 0;

    /* 创建两个有名管道 */

    if (access(FIFO1, F_OK) == -1)

    {

    if ((mkfifo(FIFO1, 0666) 《 0) && (errno != EEXIST))

    {

    printf(“Cannot create fifo file\n”);

    exit(1);

    }

    }

    if (access(FIFO2, F_OK) == -1)

    {

    if ((mkfifo(FIFO2, 0666) 《 0) && (errno != EEXIST))

    {

    printf(“Cannot create fifo file\n”);

    exit(1);

    }

    }

    /* 以只读非阻塞方式打开两个管道文件 */

    if((fds[1] = open (FIFO1, O_RDONLY|O_NONBLOCK)) 《 0)

    {

    printf(“Open in1 error\n”);

    return 1;

    }

    if((fds[2] = open (FIFO2, O_RDONLY|O_NONBLOCK)) 《 0)

    {

    printf(“Open in2 error\n”);

    return 1;

    }

    /*取出两个文件描述符中的较大者*/

    maxfd = MAX(MAX(fds[0], fds[1]), fds[2]);

    /*初始化读集合inset,并在读文件描述符集合中加入相应的描述集*/

    FD_ZERO(&inset);

    for (i = 0; i 《 IN_FILES; i++)

    {

    FD_SET(fds[i], &inset);

    }

    FD_SET(0, &inset);

    tv.tv_sec = TIME_DELAY;

    tv.tv_usec = 0;

    /*循环测试该文件描述符是否准备就绪,并调用select()函数对相关文件描述符做相应操作*/

    while(FD_ISSET(fds[0],&inset)

    || FD_ISSET(fds[1],&inset) || FD_ISSET(fds[2], &inset))

    {

    /* 文件描述符集合的备份, 免得每次进行初始化 */

    tmp_inset = inset;

    res = select(maxfd + 1, &tmp_inset, NULL, NULL, &tv);

    switch(res)

    {

    case -1:

    {

    printf(“Select error\n”);

    return 1;

    }

    break;

    case 0: /* Timeout */

    {

    printf(“Time out\n”);

    return 1;

    }

    break;

    default:

    {

    for (i = 0; i 《 IN_FILES; i++)

    {

    if (FD_ISSET(fds[i], &tmp_inset))

    {

    memset(buf, 0, MAX_BUFFER_SIZE);

    real_read = read(fds[i], buf, MAX_BUFFER_SIZE);

    if (real_read 《 0)

    {

    if (errno != EAGAIN)

    {

    return 1;

    }

    }

    else if (!real_read)

    {

    close(fds[i]);

    FD_CLR(fds[i], &inset);

    }

    else

    {

    if (i == 0)

    {/* 主程序终端控制 */

    if ((buf[0] == ‘q’) || (buf[0] == ‘Q’))

    {

    return 1;

    }

    }

    else

    {/* 显示管道输入字符串 */

    buf[real_read] = ‘\0’;

    printf(“%s”, buf);

    }

    }

    } /* end of if */

    } /* end of for */

    }

    break;

    } /* end of switch */

    } /*end of while */

    return 0;

    }

    (3)编译并运行该程序。

    (4)另外打开两个虚拟终端,分别键入“cat 》 in1”和“cat 》 in2”,接着在该管道中键入相关内容,并观察实验结果。

    4.实验结果

    实验运行结果与第6章的例子完全相同。

    $ 。/pipe_select (必须先运行主程序)

    SELECT CALL

    select call

    TEST PROGRAMME

    test programme

    END

    end

    q /* 在终端上输入’q’或’Q’立刻结束程序运行 */

    $ cat 》 in1

    SELECT CALL

    TEST PROGRAMME

    END

    $ cat 》 in2

    select call

    test programme

    end

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    在linux内核中,fork函数用于创建进程
    系统调用格式:
    pid=fork()
    fork()返回值的意义:
    0 在子进程中,pid变量保存的fork()返回值为0,表示当前进程是子进程。
    当大于0 在父进程中,pid变量保存的fork()返回值为子进程的id值(进程唯一标识符)
    -1 创建失败

    lockf函数用于对进程进行上锁和解锁,这就相当于PV操作,对共有资源进行限制。
    参数定义
    int lockf(files,function,size)
    int files,function;
    long size;
    其中files是文件描述符,function是锁定和解锁,1表示锁定,0表示解锁,size是锁定或解锁的字节数,若用0,表示从文件的当前位置到文件尾。

    while((pid1=fork()==-1);
    这句话的意思是当进程创建失败的时候,我们知道fork()返回值为-1代表创建失败,我们继续进行创建,直到进程创建成功。

    lockf(fd[1],1,0)
    这句话就意味着在向fd[1]这个位置输入字符前对它进行锁定
    与此相对应的
    lockf(fd[1],0,0)
    这句话意味着解锁。

    #include<unistd.h>
    #include<signal.h>
    #include<stdio.h>
    int pid1,pid2;
    
    main()
    {
            int fd[2];
            char buf_out[100],buf_in[100];
            pipe(fd);
            while((pid1=fork())==-1);
            if(pid1==0)
            {
                    lockf(fd[1],1,0);
                    strcpy(buf_out,"child P1 process is sending message!");
                    write(fd[1],buf_out,50);
                    sleep(5);
                    lockf(fd[1],0,0);
                    exit(0);
    
            }
            else
            {
                    while((pid2=fork())==-1);
                    if(pid2==0)
                    {
                            lockf(fd[1],1,0);
                            sprintf(buf_out,"child%d process is sending message1",getpid());
                            write(fd[1],buf_out,50);
                            sleep(5);
                            lockf(fd[1],0,0);
                            exit(0);
                    }
                    else
                    {
                            wait(0);
                            read(fd[0],buf_in,50);
                            printf("%s\n",buf_in);
                            wait(0);
                            read(fd[0],buf_in,50);
                            printf("%s\n",buf_in);
                            exit(0);
                    }
            }
    }
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    实验目的

    通过编写有名管道多路通信实验,进一步掌握管道的创建、读写等操作,同时复习使用select()函数实现管道的通信。

    实验内容

    这里采用管道函数创建有名管道(不是在控制台下输入命令mknod),而且使用select()函数替代poll()函数实现多路复用。如果对管道通信的知识忘了的话,请看这篇博客:

    实验步骤

    实验流程图如下

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    本实验用到了一些函数,主要是FD_ISSET()函数是新的,其它的函数在开头的网址的链接博客中都可以找到。

    源程序

    pipe_select.c文件,如有需要,

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    实验步骤

    将上述程序编译后,必须先运行该程序(即./pipe_select),然后再另外打开两个虚拟终端,分别进入你的pipe_select所在目录(一定要进入这个目录噢,否则程序没有结果),分别在两个虚拟终端输入“cat > in1”和"cat > in2",接着在管道中输入相关内容。执行结果如下图:

    终端1

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    终端2

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    终端3

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    可以看到此时在当前文件夹下已经创建了两个管道

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

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